一種電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，包括管路、閥門、霧化裝置，霧化裝置布置在凝汽器喉部，霧化裝置布置了若干層噴嘴組件；每一層噴嘴組件上安裝有多個(gè)霧化噴嘴，管路跟電廠脫鹽水系統(tǒng)連接，利用水泵將一定壓力和流速的脫鹽水以霧化水幕方式，從噴嘴中噴出；可滿足對(duì)電廠供熱應(yīng)用時(shí)的大量補(bǔ)水需求，提高補(bǔ)水與汽輪機(jī)排汽的換熱效率，不影響凝汽器內(nèi)部汽流下充分利用凝汽器的內(nèi)部換熱空間。
【專利說(shuō)明】
一種電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及火力發(fā)電廠水冷機(jī)組領(lǐng)域，特別是涉及一種凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電廠運(yùn)行生產(chǎn)過(guò)程中存在著蒸汽和凝結(jié)水的損失，為補(bǔ)充這些損失造成的發(fā)電廠工質(zhì)減少，會(huì)在鍋爐、汽輪機(jī)設(shè)備及其熱力系統(tǒng)中補(bǔ)充除鹽水。補(bǔ)充水通常有兩種方式進(jìn)入熱力系統(tǒng):一種是進(jìn)入除氧器，一種是進(jìn)入凝汽器。
[0003]現(xiàn)有的補(bǔ)水技術(shù)中，是使補(bǔ)充水在凝汽器喉部實(shí)現(xiàn)霧化，使低溫的化學(xué)補(bǔ)充水(20?25°C)與高溫的汽輪機(jī)排汽(35°C以上)在凝汽器喉部?jī)?nèi)實(shí)現(xiàn)混合換熱、部分汽輪機(jī)排汽在凝汽器喉部提前凝結(jié)，從而使汽輪機(jī)排入凝汽器冷卻管區(qū)域的汽量減少，這樣，在冷卻管內(nèi)冷卻水量、水溫不變的情況下，對(duì)提高凝汽器的真空有利。但在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有裝置在補(bǔ)水時(shí)，由于水流是沿著凝汽器喉部補(bǔ)水管上的幾排噴水小孔噴出的，這些小孔沿補(bǔ)水管長(zhǎng)度方向排列，小孔直徑均為3mm?5mm，在補(bǔ)水壓力的作用下，補(bǔ)水以柱狀噴出。柱狀的水流射流速度快，噴射距離遠(yuǎn)，而換熱面積卻較小，以致低溫的補(bǔ)水與高溫排汽在凝汽器喉部無(wú)法得到充分的混合換熱，不能使汽輪機(jī)排汽在喉部得到最大程度的凝結(jié)。
[0004]汽輪機(jī)供熱應(yīng)用中，一種是向工業(yè)用汽單位的工藝過(guò)程供蒸汽。此時(shí)蒸汽不再回到電廠。這樣，電廠動(dòng)力裝置就更需要大量補(bǔ)水，否則，蒸汽動(dòng)力裝置中的水會(huì)越來(lái)越少，無(wú)法運(yùn)行。一般情況下，這股補(bǔ)水量是比較大的。并且采用目前的補(bǔ)水技術(shù)，由于設(shè)計(jì)補(bǔ)水量對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)的正常發(fā)電運(yùn)行狀況，無(wú)法滿足作為供熱提供應(yīng)用時(shí)，對(duì)應(yīng)于大量的系統(tǒng)補(bǔ)水量的實(shí)際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種合理利用凝汽器的內(nèi)部換熱空間，提高換熱效率，實(shí)現(xiàn)大量補(bǔ)水接入的凝汽器補(bǔ)水系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，包括管路、閥門、霧化裝置，霧化裝置安裝在凝汽器喉部?jī)?nèi)；從補(bǔ)水栗來(lái)的脫鹽水，利用管路從凝汽器喉部外側(cè)接入，與凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)連接;在機(jī)組補(bǔ)水時(shí)，打開(kāi)閥門、起動(dòng)水栗，脫鹽水依次經(jīng)過(guò)管路、閥門、霧化裝置，被霧化成水霧的脫鹽水噴灑到凝汽器喉部，混入汽輪機(jī)排汽中，隨汽輪機(jī)汽流進(jìn)入凝汽器管束;其特征在于:霧化裝置布置了若干層噴嘴組件;每一層噴嘴組件上安裝有多個(gè)霧化噴嘴，管路跟電廠脫鹽水系統(tǒng)連接，利用水栗將一定壓力和流速的脫鹽水以霧化水幕方式，從噴嘴中噴出。
[0007]本發(fā)明采用將補(bǔ)水接入多層霧化噴灑注入，實(shí)現(xiàn)了供熱應(yīng)用時(shí)的凝汽器大量補(bǔ)水，既實(shí)現(xiàn)了充足補(bǔ)水量，也提高了凝汽器內(nèi)部換熱效率。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0009]圖2為單層管路連接結(jié)構(gòu)示意圖
[0010]圖3為水幕密度梯級(jí)分布示意圖
[0011]圖4為本發(fā)明的改進(jìn)結(jié)構(gòu)一示意圖
[0012]圖5為本發(fā)明的改進(jìn)結(jié)構(gòu)二示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，通常包括管路、閥門、儀表、霧化裝置等。凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)安裝在凝汽器喉部?jī)?nèi)。從補(bǔ)水栗來(lái)的脫鹽水，從凝汽器喉部外側(cè)接入，與凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)連接。在機(jī)組需要補(bǔ)水時(shí)，打開(kāi)閥門、起動(dòng)水栗，脫鹽水依次經(jīng)過(guò)管路、閥門、霧化裝置，被霧化成水霧的脫鹽水噴灑到凝汽器喉部，混入汽輪機(jī)排汽中，隨汽輪機(jī)汽流進(jìn)入凝汽器管束。補(bǔ)水霧化成水霧，大大減小了水滴對(duì)管束的沖刷，補(bǔ)水還可以對(duì)汽輪機(jī)排汽起到冷卻作用。
[0015]對(duì)于生產(chǎn)設(shè)計(jì)的凝汽器，補(bǔ)水霧化系統(tǒng)可以是凝汽器產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)；對(duì)于已經(jīng)使用中的凝汽器，如果進(jìn)行施工汽輪機(jī)供熱蒸汽項(xiàng)目，需要大量補(bǔ)水，可以施工改造凝汽器喉部，在喉部增設(shè)補(bǔ)水霧化系統(tǒng)。補(bǔ)水霧化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是核心。補(bǔ)水霧化系統(tǒng)是通過(guò)多層密度變化的霧化噴嘴組實(shí)現(xiàn)的，可有效利用凝汽器內(nèi)部空間，不影響進(jìn)入凝汽器內(nèi)部的排汽汽流，有效實(shí)現(xiàn)大流量補(bǔ)水及內(nèi)部換熱過(guò)程。
[0016]如圖1中的凝汽器補(bǔ)水裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]在凝汽器喉部布置的霧化裝置包括數(shù)層噴嘴組。30多。C左右的飽和蒸汽從汽輪機(jī)排入凝汽器喉部。從補(bǔ)水栗來(lái)的脫鹽水，從凝汽器喉部外側(cè)接入，與凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)連接。在機(jī)組需要補(bǔ)水時(shí)，打開(kāi)閥門、起動(dòng)水栗，脫鹽水依次經(jīng)過(guò)管路、閥門、霧化裝置，被霧化成水霧的脫鹽水噴灑到凝汽器喉部，混入汽輪機(jī)排汽中，隨汽輪機(jī)汽流進(jìn)入凝汽器管束。
[0018]霧化裝置主要布置在凝汽器喉部，由N+1層管路組成，N層管路(噴嘴組)運(yùn)行，N多2，1層備用，管路上安裝噴嘴，管路跟脫鹽水系統(tǒng)連接，利用水栗將一定壓力和流速的脫鹽水以霧化水幕方式，從一個(gè)個(gè)噴嘴中噴出。
[0019]優(yōu)選的，N可取2層，2層噴嘴組件用于運(yùn)行，I層噴嘴組件備用。
[0020]每一層噴嘴組件具有類似的結(jié)構(gòu)，由管路構(gòu)成特定形狀，圓形或矩形，與凝汽器喉部的截面形狀相匹配。這里舉例圓形結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，每一層的管路結(jié)構(gòu)如圖2所示，采用呈正交的兩主管路構(gòu)成單層結(jié)構(gòu)本體，并連接多層環(huán)形管，在環(huán)形管上以設(shè)定間距安裝一定數(shù)量的噴嘴。最上層的一條主管路用于從外部通入冷卻水。兩主管路交叉部位用于連接多層間的垂直連接管。各層噴嘴組件，由管路和霧化噴嘴組成。噴嘴安裝在管路上。
[0021]每層噴嘴組件所形成的水幕具有一定密度，對(duì)于各層水幕密度，既可以是相同的，也可以是不相同的，如可選上層密度高，下層密度逐級(jí)減小，適應(yīng)于與排汽進(jìn)行換熱過(guò)程中從上至下的換熱量變化需求。
[0022]同一層噴嘴組件所形成的水幕，其密度既可以是均勻布置的，也可以是呈梯級(jí)分布。如圖3所示，內(nèi)部整個(gè)換熱截平面的水幕密度可采用梯級(jí)分布，位于中心的汽輪機(jī)排汽流速最大，需要相應(yīng)的設(shè)置水幕密度最大，沿中心向外徑向逐級(jí)減小，在內(nèi)部邊緣汽輪機(jī)排汽流速最小，需要相應(yīng)的設(shè)置水幕密度最小?？筛鶕?jù)工況需要設(shè)置3-5級(jí)梯級(jí)分布。
[0023]水幕密度可采用梯級(jí)分布可采用多種具體實(shí)現(xiàn)方式。
[0024]方式一，多層噴嘴組其徑向尺寸從上層向下層逐漸變大，如圖1所示，多層設(shè)置的徑向尺寸不同的噴嘴組件可實(shí)現(xiàn)水幕密度在整個(gè)換熱截平面上的梯級(jí)分布；
[0025]方式二，為了實(shí)現(xiàn)部件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，如圖4所示，可將多層噴嘴組中的每一層都制作成具有2-3個(gè)子層的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和大小的噴嘴組，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)噴嘴組中進(jìn)行分層設(shè)置，多個(gè)子層可采用徑向尺寸變化方式，可實(shí)現(xiàn)水幕密度在整個(gè)換熱截平面上的梯級(jí)分布；
[0026]方式三，進(jìn)一步為了方便制作與安裝，可將多層噴嘴組設(shè)計(jì)成相同的標(biāo)準(zhǔn)大小，在每一層的構(gòu)成管路上調(diào)整其安裝噴嘴組的數(shù)量多少，將構(gòu)成管路分布3-5級(jí)同心圓區(qū)間，位于中心的同心圓區(qū)間的管路上單位長(zhǎng)度上噴嘴數(shù)量最多，位于邊緣的同心圓區(qū)間的管路上單位長(zhǎng)度上噴嘴數(shù)量最少，從中心到邊緣梯級(jí)減小數(shù)量。
[0027]優(yōu)選的，如圖5所示，如果在凝汽器喉部的布置空間不充足時(shí)，還可進(jìn)一步將1-3層噴嘴組件布置進(jìn)入凝汽器主體內(nèi)兩側(cè)管束的中間空間。設(shè)置在凝汽器內(nèi)部的噴嘴組件與喉部的噴嘴組件具有不相同的平面的結(jié)構(gòu)和尺寸，適應(yīng)于凝汽器內(nèi)部的空間形狀，并且不影響內(nèi)部的排汽與管束間的換熱。
[0028]如圖2所示，在每層噴嘴組件中包括多個(gè)環(huán)型管(對(duì)應(yīng)于圓形的噴嘴組件)或網(wǎng)格型管(對(duì)應(yīng)于矩形的噴嘴組件，圖中未示出)。各層噴嘴組件所采用的環(huán)型或網(wǎng)格型管道尺寸，既可以是相同的，也可以是不相同的，根據(jù)所安裝噴嘴數(shù)量進(jìn)行調(diào)整。每層噴嘴組件的管路之間設(shè)有調(diào)整切換閥門，通過(guò)調(diào)整切換閥門可以調(diào)節(jié)連通關(guān)系，既可以是連通的，也可以是不連通的。
[0029]噴嘴組件的每個(gè)環(huán)形或網(wǎng)格型管，從外部通入噴淋水。在環(huán)形或網(wǎng)格型管上以設(shè)定間距安裝一定數(shù)量的噴嘴。噴嘴選用螺旋噴嘴，以螺紋、法蘭或焊接的方式固定在輸水管路上，材質(zhì)選用316L，精密鑄造工藝。噴霧角度選用60度、90度、120度、150度、170度，空心或?qū)嵭腻F噴霧均可。
[0030]螺旋噴嘴噴出的錐形水幕的錐高、底圓直徑均與水壓和流速相對(duì)應(yīng)，因此，每個(gè)噴嘴的水幕底圓直徑(尺寸)可視為已知，喉部的截面積也是已知的。據(jù)此可以計(jì)算出每一層布置的螺旋噴嘴的數(shù)量。在管路上布置足夠的噴嘴組，補(bǔ)充脫鹽水以霧化水幕方式，從一個(gè)個(gè)噴嘴噴出，形成霧化水幕裙層。
[0031]各層噴嘴組件管路上安裝噴嘴，既可以是單位長(zhǎng)度上安裝數(shù)量形成均布的，也可以是變化的。各層噴嘴組件管路上所安裝噴嘴總數(shù)量，既可以是相同的，也可以是不相同的。
[0032]各層噴嘴組件管路上安裝噴嘴材料和安裝固定型式，既可以是相同的，也可以是不相同的。
[0033]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上所述僅為本發(fā)明的解釋，并不用于限制本發(fā)明，盡管對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，包括管路、閥門、霧化裝置，霧化裝置安裝在凝汽器喉部?jī)?nèi)；從補(bǔ)水栗來(lái)的脫鹽水，利用管路從凝汽器喉部外側(cè)接入，與凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)連接;在機(jī)組補(bǔ)水時(shí)，打開(kāi)閥門、起動(dòng)水栗，脫鹽水依次經(jīng)過(guò)管路、閥門、霧化裝置，被霧化成水霧的脫鹽水噴灑到凝汽器喉部，混入汽輪機(jī)排汽中，隨汽輪機(jī)汽流進(jìn)入凝汽器管束;其特征在于:霧化裝置布置了若干層噴嘴組件;每一層噴嘴組件上安裝有多個(gè)霧化噴嘴，管路跟電廠脫鹽水系統(tǒng)連接，利用水栗將一定壓力和流速的脫鹽水以霧化水幕方式，從噴嘴中噴出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，其特征在于，霧化裝置包括N+1層噴嘴組件，N層噴嘴組件用于運(yùn)行，I層噴嘴組件備用，N>2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，其特征在于，若干層噴嘴組件所形成的水幕，各層水幕密度，從上層至下層逐級(jí)減小。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，其特征在于，同一層噴嘴組件所形成的水幕密度采用梯級(jí)分布，位于中心設(shè)置水幕密度最大，沿中心向外徑向逐級(jí)減小，在邊緣設(shè)置水幕密度最小。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，其特征在于，位于下層的噴嘴組件設(shè)置在凝汽器管束中間部位，具有與位于上層的噴嘴組件不相同的平面的結(jié)構(gòu)和尺寸。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，其特征在于，每層噴嘴組件包括多個(gè)環(huán)形或網(wǎng)格型管，同一層噴嘴組件的管路結(jié)構(gòu)是不均勻的梯級(jí)分布的平面結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，其特征在于，每一層具有多個(gè)子層結(jié)構(gòu)，該多個(gè)子層結(jié)構(gòu)，具有逐級(jí)減小變化的結(jié)構(gòu)尺寸。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，其特征在于，每層噴嘴組件的管路之間設(shè)有調(diào)整切換閥門，通過(guò)調(diào)整切換閥門調(diào)節(jié)各層之間相互連通關(guān)系。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，其特征在于，每層噴嘴組件包括多個(gè)環(huán)形或網(wǎng)格型管，在環(huán)形或網(wǎng)格型管上以設(shè)定間距安裝一定數(shù)量的噴嘴，位于中心的管路上單位長(zhǎng)度上噴嘴數(shù)量最多，位于邊緣的管路上單位長(zhǎng)度上噴嘴數(shù)量最少，從中心到邊緣梯級(jí)減小數(shù)量。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述電廠凝汽器補(bǔ)水霧化系統(tǒng)，其特征在于，各層噴嘴組件管路上安裝噴嘴數(shù)量、噴嘴型號(hào)、噴嘴材料、和安裝型式是不相同的。
【文檔編號(hào)】F28B9/04GK106091722SQ201610583450
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日 公開(kāi)號(hào)201610583450.7, CN 106091722 A, CN 106091722A, CN 201610583450, CN-A-106091722, CN106091722 A, CN106091722A, CN201610583450, CN201610583450.7
【發(fā)明人】郭清溫, 李本鋒, 盧海申, 馬建忠, 王巖, 郭永紅, 楊磊磊
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